Da isolante a conduttore con un "tira e molla"

Come abbiamo avuto modo di sottolineare più volte in questi ultimi anni, la miniaturizzazione quale strada principale all'evoluzione tecnologica e alla ricerca di maggiori prestazioni sta ormai mostrando i suoi chiari limiti. La riduzione delle dimensioni dei transistor è tale che risulta ora moto difficile trovare un materiale isolante sufficientemente valido da poter separare gate e il canale sottostante senza che si verifichino fenomeni di dispersioni di corrente.

Chi si occupa dello sviluppo e della produzone di circuiti integrati ha da tempo deciso di non procedere oltre con l'assottigliamento dell'ossido del gate, che ora si trova ad uno spessore di circa 1 nanometro, poiché ciò comporterebbe un flusso eccessivo di corrente nel canale anche quando il transistor dovrebbe essere spento.

Un gruppo di ricercatori della Stanford University ha condotto una serie di simulazioni con materiali bidimensionali che, una volta stratificati assieme, possono mutare da isolanti a conduttori semplicemente applicando una tensione meccanica ai loro bordi. Se gli esperimenti fisici sui materiali dovessero dare un riscontro positivo, questa nuova idea potrebbe rappresentare una strada per eliminare completamente la dispersione di corrente nei circuiti integrati ed offrire ancora qualche margine alle tecniche di miniaturizzazione.

Nel modello realizzato al computer i ricercatori hanno collocato uno strato di atomi di molibdeno tra due strati di atomi di tellurio. Questo "sandwich" di materiali, spesso appena tre atomi, passa da uno stato isolante ad uno stato di conduzione quando viene tirato ai lati. Si tratta di un modello molto interessante sulla carta, ma per il quale vi sono dubbi sulla possibilità di tradurlo in un materiale reale.

La realizzazione pratica del sandwich di molibdeno e tellurio, infatti, non è sufficiente ad assicurare la possibilità di una produzione su larga scala, che è poi ciò che interessa al settore e lo scoglio sul quale spesso si infrangono numerose attività di ricerca che riescono magari a delineare soluzioni, materiali e strutture molto promettenti ma che non possono essere prodotte a livello commerciale.

Il materiale simulato dai ricercatori di Stanford risulta inoltre molto flessibile, una caratteristica anch'essa piuttosto interessante e spesso ricercata nella tecnologia moderna poiché risulta funzionale alla realizzazione di componentistica (chip, sensori, display e quant'altro) che possa essere utilizzata in applicazioni particolari o anche nel campo dei dispositivi indossabili, mercato che dovrebbe scaldare i motori entro la fine dell'anno.